Rippenrohr, insbesondere für Dampferzeuger und Bauchgasvorwärmer. Bei Dampferzeugern, Rauohgasvorwär- mern und dergl. vollzieht sich bekanntlich der Wärmeübergang von den Feuer- oder Heizgasen zum Metall weitaus langsamer als vom Metall zum Wasser oder Dampf. Um diesem Umstande Rschnung zu tragen, hat man die gusseisernen Rohre von Vorwär- mern, welche nicht unter Dampfdruck ste hen, mit angegossenen Ringrippen versehen.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die wärme aufnehmende Fläche auch bei unter Dampf druck stehenden Rohren aus Flusseisen durch Aufziehen oder Aufschweissen von ringför migen oder nach einer Schraubenlinie ver laufenden Rippen zu vergrössern. Diese Her stellung ist aber ,sehr kostspielig, ausserdem kann die metallische Verbindung zwischen den Rippen und Rohren nur unvollkommen erzielt werden, so,dass an den .Übergangsstel len zwischen den Rippen und Rohren Wärmestauungen auftreten, welche den Wir kungsgrad herabsetzen und ungleichmässige Erwärmungen, sowie ein frühzeitiges Ver brennen der Rippen zur Folge haben.
Ferner wurde vorgeschlagen, die Wan dung von schmiedeisernen Rohren wellenför mig aus- und einzubuchten. Derartige Rohre sind als Wasserrohre vollkommen unbrauch bar, da die Innenfläche von dem sich in den Vertiefungen ansetzenden Kesselstein nicht befreit werden kann; ausserdem kann die Wellung :der Rohre nur sehr flach sein, so ,dass auch bei ihrer Verwendung als U ber- hitzerrohre keine nennenswerte Vergrösserung der Oberfläche erzielt wird.
Andere Vorschläge gehen dahin, bei schmiedeisernen Wasser- und Überhitzer- rohren die wärmeaufnehmende Fläche durch ein eingeschnittenes Schraubengewinde oder durch nach dem Walzverfahren hergestellte dünne Ringrippen zu vergrössern, wobei .so wohl den Rippen, als auch den zwischen ihnen liegenden Vertiefungen oder Rillen ein ungefähr rechtwinkliges Profil gegeben wurde. Diese Vorschläge haben sieh jedoch aus einer Reihe von Gründen als praktisch unbrauchbar erwiesen.
Die ungefähr recht winklig einspringenden Ecken der Rillen werden von den Heizgasen nicht gut bespült und in ihnen setzen .sich rehr rasch Russ und Aschenstaub fest. Die von den dünnen Rip- pen: aufgenommene Wärme wird nicht rasch genug gegen die Innenfläche des Rohres weitergeleitet und am Fuss ,der Rippen treten Wärmestauungen auf, welche wieder die oben angeführten Nachseile zur Folge haben.
Die Herstellung der bisher vorgeschlagenen Rippen- und Rillenformen ist schwierig und vor allem tragen sie den hohen Anforderun gen, welche hinsichtlich der Festigkeit an die unter Dampfdruck stehenden Wasser- und Überhitzerrohre gestellt werden müssen, nicht Rechnung. Das Einwalzen von recht winklig oder nahezu rechtwinklig einsprin genden Ecken beeinträchtigt nämlich in ho hem Masse die Festigkeit des Materials, und um die dadurch,
sowie durch die Wärme stauungen und die ungleichmässige Erwär mung entstehenden Gefahren einigermassen zu beheben, muss nach den bisherigen Vor schlägen die durchschnittliche Wandstärke ,der gewalzten Rippenrohre wesentlich grösser sein als bei glattwandigen Rohren.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfin dung bildet ein Rippenrohr aus schmied barem Material für Dampferzeuger und Rauchgasvorwärmer mit durch Materialver schiebung, nämlich durch Walzen oder Pres sen hergestellten umlaufenden Rillen und. Rippen, bei denen durch eine besondere Pro filform die oben geschilderten Nachteile durchweg vermieden werden und insbeson dere der Vorteil erzielt wird, -dass ohne Ge fahr für die Festigkeit die durchschnittliche Wandstärke nicht grösser sein muss als, unter sonst gleichen Umständen, :
die eines glatt- wandigen Rohres. Die Erfindung besteht darin, dass der Boden der Rillen in Form einer gegen die Rohrachse konvexen Profil kurve, deren Sehnenlänge .grösser ist als die halbe Rippenteilung, gewölbt ist und die In nenfläche des Rohres flacher geformt ist als ,die Aussenfläche, das Ganze derart, dass ,die durch :die Wölbung,des Rillenbodens ge bildeten Flankenteile .der Rippen eckenfrei ineinander übergehen und die radiale Wand- stärke des Rohres von der Rillenmitte gegen die Rippen hin allmählich grösser wird.
Ge mäss einer bevorzugten Ausführungsform ,der Erfindung verlaufen die Rippen in an sich bekannter Weise nach einer ein- oder mehrgängigen Schraubenlinie.
Die Zeichnung veranschaulicht, zum Teil in schematischer Darstellung, eine Ausfüh rungsform des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigen die Fig. 1 einen mit Rippenroh ren versehenen Schrägrolirkessel, .die Fig.2 in grösserem Massstabe das in :die Wasser kammer eingewalzte Ende eines mit Quer rippen versehenen Wasserrohres und die Fig. 3 in noch grösserem Massstabe einen Teil eines solchen Wasserrohres.
Die Innenflächen der in der üblichen Weise aus schmiedbarem Eisen hergestellten Wasserrohre a sind glatt, die Aussenflächen der Rohre dagegen mit Querrippen m ver sehen, welche vorzugsweise, wie die Fig.2 und 3 zeigen, nach einer Schraubenlinie ver laufen. Dabei erhalten die Rippen m und die dazwischenliegenden Vertiefungen oder Ril len n das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Profil, bei welchem oder Boden der Rillen n abgerundet oder gewölbt ist. Diese Wölbung verläuft nach einer gegen die Rohrachse konvexen Profilkurve o und die Sehne p die-.
ser Profilkurve o ist grösser als die Hälfte der Rippenteilung t, das heisst .des Abstandes zwischen zwei benachbarten Rippen 7n (Fig. 3). Der gewölbte Boden der Rillen 7t. geht eckenfrei in -die vorzugsweise gegenein ander ein wenig geneigten Flanken der Rip pen in über und,der Scheitel der Rippen ist gleichfalls abgerundet.
Die Rippen<I>m</I> und die Rillen n werden entweder durch Pressen oder mittels entspre chend profilierter Druckrollen durch Walzen hergestellt, wobei diese Rollen mit einem in das Rohr eingeschobenen Dorn zusammenwir ken, der ,die Fortpflanzung der Materialver schiebungen bis zur Innenfläche .der Rohre verhindert, so ;dass die Innenflächen glatt bleiben, wie es für die Wasserrohre a (F'ig. 1) notwendig ist.
Bei dem der Erfindung entsprechenden Profil (Fig. 3) ist die Querschnittsfläche der Rillen n wesentlich ,grösser als die der Rip pen<I>m;</I> die Querschnittsfläche der Rillen<I>n</I> kann daher auch bei Rohren von der norma len durchschnittlichen Wandstärke (ungefähr 5-10 mm) so gross gehalten werden, wie es für die Aufnahme der Wärme notwendig ist.
Da einspringende Ecken durchweg ver mieden sind, bilden sich keine sogenannten "toten" Räume, auch,das Festsetzen von Russ und Aschenstaub wird weitgehend verhindert und das Reinigen mittels eines Druckluft strahls ist relativ leicht. Infolge der Wöl bung des Rillenbodens gehen die Flanken der Rippen m in der Mitte der Rillen n eckenfrei ineinander über; der Querschnitt der Rippen m nimmt daher gegen die Achse des Rohres hin allmählich bis, auf die Grösse der Rippenteilung t zu (Fig. 3).
Dadurch wird ein vollkommen stauungsfreier Über gang der Wärme aus den Rippen m bis zur Innenwand des Rohres erzielt, und eine un gleichmässige Erwärmung, sowie das Ab brennen der Rippen m wird vollkommen ver mieden.
Die Wandstärke s des Rohres nimmt von der Mitte der Rillen<I>n</I> gegen die Rippen m hin allmählich zu (Fig. 3), und dieser Um stand ist von grösster Wichtigkeit. Bekannt lich ist nämlich die Beanspruchung der Was ser- und Überhitzerrohre in der Rundnaht bloss halb so gross wie in der Längsnaht.
Da nun die Wandstärke des Rohres von der Mitte .der Rille<I>n</I> gegen die Rippen<I>m</I> hin allmählich zunimmt und einspringende Ecken, welche für,die Festigkeit sehr gefähr lich sind, vollkommen fehlen, da ferner bei der Herstellung keine zu gewaltsamen Mate rialverschiebungen notwendig sind und da schliesslich ungleichmässige Erhitzungen hint angehalten werden, kann die Wandstärke s des Rohres in der Mitte der Rillen n ohne Gefahr halb so gross gehalten werden, wie die durchschnittliche Wandstärke.
Das heisst aber, dass die durchschnittliche Wandstärke eines der Erfindung gemäss ausgebildeten Rippenrohres nicht grösser sein muss, als uu- ter sonst gleichen Umständen, nämlich bei gleichem Innendruck und bei gleichem Durch- messier, die Wandstärke eines glattwandigen Rohres.
Ein weiterer Vorteil .des eckenfreien Überganges der Wandstärke besteht darin, dass der Erfindung gemäss ausgebildete Rip penrohre leicht und gleichmässig gebogen werden können, wie es bei der Herstellung der Rohrschlangen von Überhitzern und Economisern notwendig ist.
In der Fig. 3 ist die Wandstärke eines glattwandigen Rohres, aus welchem die Rip pen m durch Walzen herausgepresst werdeu; durch die strichlinierten Linien c angedeutet: .die innerhalb und ausserhalb dieser Linien c befindlichen Flächenteile veranschaulichen die durch die Herstellung der Schraubenrip pen m eingetretenen Materialverschiebungen.
Die geschilderten Vorteile werden in be sonders hohem Masse erzielt, wenn,die Rip pen m nach einer Schraubenlinie verlaufen. Durch eine derartige Ausbildung wird ge genüber den Wasser- und Überhitzerrohren, die mit ringförmigen Rippen versehen sind, auch der thermische Wirkungsgrad verbes sert.
Die Heizgase, welche die Rohre an nähernd senkrecht treffen, werden nämlich durch die Rohre nicht nur in, zueinander parallel -bleibende Ströme geteilt, sondern die Teilströme werden, der auf beiden Sei ten des Rohres entgegengesetzten Neigung der Rillen n entsprechend, zu beiden Seiten der Rohre nach verschiedenen Richtungen abgelenkt,
'so @dass eine bessere Dürchwirbe- lung der Heizgase erzielt wird. Rohre mit schraubenförmig verlaufenden Rippen haben unter sonst gleichen Uniständen eine grössere Festigkeit :
als solche mit ringförmigen Rip pen und sie können bei der Verwendung für Üb@erhitzer und Hochdruckvorwärmer ohne Beeinträchtigung der Festigkeitsverhältnisse ohne Gefahr halbkreisförmig gebogen wer den. Ausserdem ist die Herstellung von schraubenrförmigen Rippen weitaus ein- facher, leichter und daher billiger als die von ringförmigen Rippen.
Auf genau die gleiche Weise wie die Wasserrohre a können die Überhitzerrohre <I>d</I> (Fig. 1) ausgebildet werden.
Da aber bei die sen Rohren eine Ablagerung von Kesselstein nicht stattfindet, darf auch die Innenfläche .der Überhitzerrohre seichte Rillen aufwei sen, welche, wie .dies in der Fig. 3 ,durch, die strichlinierten Linien b' angedeutet ist, nach flacheren Profilkurven verlaufen als:
das Profil der Aussienfläche. Bei .der Herstellung von überhitzerrohren mit gewellter Innen fläche kann die Verwendung eines in die Rohre einzuschiebenden Dornes entfallen.
Die in die Wasserkammern f, g bezw. in die Dampfkammern. <I>h, i</I> einzuwalzenden En- .den der Wasserrohre und der Überhitzer- rohre d werden;
, wie die Fig. 2 zeigt, auf mindestens den Durchmesser .der höchsten. Stellen der Rippen m erweitert, so,dass die Rohre durch die Öffnungen j (Fig. 2) der Endkammern hindurch eingeführt und her ausgezogen werden können.
Die gleichen Vorteile wie bei Wasser- und Überhitzerrohren von Dampferzeugern bietet die Erfindung für Rauchgasvorwär- mer, insbesondere solchen, in denen eine teil weise Verdampfung des Speisewassers. statt- findet und deren Rohre daher aus schmied barem Eisen hergestellt sein müssen.
Bei Steilrohrkesseln könnte die Rillung der Aussenflächen ein erhöhtes Ablagern von Flugasche und Russ auf .den Rohren zur Folge haben. Um .diesen Nachteil zu ver meiden, erfolgt bei Steilrohren die Rillung nach zwei- oder mehrgängigen und daher steilen Schraubengängen, die keine oder keine nennenswerten waagrechten Flächen teile. aufweisen, auf welche sich Russ oder Asche absetzen könnte.